宋曉蕾 郭笑雨 葛列眾 陳善廣

（1.陜西師范大學(xué)心理學(xué)院；陜西省行為與認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710062；2.浙江大學(xué)心理科學(xué)研究中心，杭州 310027；3.中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心人因工程國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100094；4.清華大學(xué)工業(yè)工程系，北京 100084）

1 引 言

在復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)中，錯(cuò)誤動(dòng)作（或反應(yīng)）時(shí)有發(fā)生。有調(diào)查顯示，在道路安全方面，因人為因素而導(dǎo)致的事故達(dá)93%，在核電領(lǐng)域，因人為因素發(fā)生的事故占總事故的70%以上，在航空航天方面人為因素而導(dǎo)致的事故達(dá)65%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)期目標(biāo)（吳曉莉，2015）。因此，與人因相關(guān)的安全問題已成為嚴(yán)重影響國(guó)家重大科技戰(zhàn)略高質(zhì)量發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問題。而目前有關(guān)復(fù)雜系統(tǒng)人因失誤研究的文獻(xiàn)占比較小，理論和研究現(xiàn)狀間存在較大差距。人因失誤（人誤，human error），是指人的行為的結(jié)果偏離了規(guī)定的目標(biāo)，或超出了可接受的界限，而產(chǎn)生了不良影響（周剛 等，2008）。操作者異常行為發(fā)生后，直接會(huì)導(dǎo)致人因失誤甚至事故的發(fā)生。而以往研究大多關(guān)注人因失誤已經(jīng)導(dǎo)致事故發(fā)生，通過對(duì)事故進(jìn)行分析剖析人因失誤問題，而較少關(guān)注異常操作行為導(dǎo)致錯(cuò)誤后操作者的反應(yīng)和行為表現(xiàn)，這也是從人因工程的角度我們不能及時(shí)對(duì)失誤進(jìn)行檢測(cè)和干預(yù)以避免一些重大人因事故發(fā)生的原因。當(dāng)然也有錯(cuò)誤本身發(fā)生率較低，容易被人們所忽視；另外，在錯(cuò)誤發(fā)生后，通常會(huì)被歸為個(gè)體差異，不能引起人們的重視等方面原因。為了推進(jìn)復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)中的人因失誤及錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究，本研究首先針對(duì)以往實(shí)驗(yàn)室研究中人員異常操作導(dǎo)致錯(cuò)誤后其行為反應(yīng)的影響及其干預(yù)問題展開系統(tǒng)探討，以最終服務(wù)于復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)錯(cuò)誤后反應(yīng)研究的開展，達(dá)到避免一些重大人因事故的發(fā)生，從而提高系統(tǒng)工效的目的。

我們這里所說的錯(cuò)誤，指的就是人因失誤中，由人的個(gè)體感知、識(shí)別判斷和行動(dòng)操作，導(dǎo)致行為的結(jié)果偏離了規(guī)定的目標(biāo)。錯(cuò)誤發(fā)生后會(huì)產(chǎn)生哪些后果？一是直接導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生；二是錯(cuò)誤產(chǎn)生后操作者的及時(shí)糾錯(cuò)與調(diào)整，即錯(cuò)誤后反應(yīng)問題，以避免重大事故的發(fā)生，因此錯(cuò)誤后反應(yīng)是人誤研究的一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域。對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究，一方面有助于更深入地探索人誤產(chǎn)生后人類糾錯(cuò)的機(jī)制，以避免或降低事故發(fā)生和危險(xiǎn)程度；另一方面有利于解釋人類從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)并適應(yīng)新環(huán)境的行為規(guī)律。關(guān)注錯(cuò)誤后反應(yīng)及其影響和干預(yù)是提高復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)工效問題的關(guān)鍵。

在這篇文章中，我們以錯(cuò)誤后反應(yīng)、錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢、錯(cuò)誤意識(shí)、Post-error、Error Awareness、PES、ERN、PE 以及復(fù)雜系統(tǒng)、核電、載人航天、航空等為關(guān)鍵詞，檢索了知網(wǎng)、愛思唯爾、APA 等數(shù)據(jù)庫，從2010 年以來截至2021 年2 月24 日共檢索出1998 條文獻(xiàn)，接著我們以CiteSpace 的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖、高頻詞分布來凸顯研究熱點(diǎn)，針對(duì)復(fù)雜人機(jī)緊耦合系統(tǒng)中操作者異常操作錯(cuò)誤后的行為反應(yīng)問題展開系統(tǒng)回顧和梳理。自2011 年來，與錯(cuò)誤加工（error processing，106次）相關(guān)的負(fù)波（Error-Related Negativity，ERN，659 次）出現(xiàn)頻次最高，Error Positivity（Pe，154 次）次之，錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢（Post error slowing，PES，146 次）2014 年成為新的熱點(diǎn)詞，圖1 為關(guān)鍵詞PES 的共線關(guān)系圖，和其共現(xiàn)的關(guān)鍵詞集中在異常處理作用機(jī)理相關(guān)領(lǐng)域的研究方向，說明人因失誤研究領(lǐng)域從最初更多是對(duì)錯(cuò)誤加工的關(guān)注轉(zhuǎn)變?yōu)殚_始關(guān)注錯(cuò)誤后加工問題，錯(cuò)誤后的反應(yīng)加工成為人誤研究領(lǐng)域最新熱點(diǎn)研究問題。

縱觀以往有關(guān)該領(lǐng)域的研究，大多聚焦于錯(cuò)誤后的行為及神經(jīng)生理表現(xiàn)、影響因素及機(jī)制探討上，而且大多數(shù)研究都是在實(shí)驗(yàn)室條件下開展的。近五年來，研究者逐漸使用生態(tài)效度更高的范式和生理指標(biāo)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中的錯(cuò)誤后反應(yīng)問題展開初步研究和探討（Wessel，2018）。但總的來說，如何界定錯(cuò)誤后反應(yīng)，如何在更高的層次上研究錯(cuò)誤后反應(yīng)以及對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和干預(yù)，目前都沒有明確的定論?；诖耍疚氖紫仍趯?duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)有一明確界定的基礎(chǔ)上，梳理了其常用研究范式；接著基于以往文獻(xiàn)從生理、心理、情境三個(gè)方面揭示錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響因素，產(chǎn)生錯(cuò)誤后反應(yīng)的行為及神經(jīng)生理機(jī)制；最后從行為訓(xùn)練、神經(jīng)工效增強(qiáng)和界面設(shè)計(jì)增強(qiáng)三方面提出了可對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)和干預(yù)的手段，以避免一些重大人因事故的發(fā)生，從而達(dá)到推進(jìn)和提高系統(tǒng)工效研究的目的。

2 錯(cuò)誤后反應(yīng)的界定

關(guān)于錯(cuò)誤后反應(yīng)的界定，目前還沒有一個(gè)明確統(tǒng)一的定義；此外，要澄清錯(cuò)誤后反應(yīng)產(chǎn)生的原因及其檢測(cè)和干預(yù)手段，我們也需明確以往圍繞錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究是如何開展的？有哪些實(shí)驗(yàn)范式可用于錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究中？本部分內(nèi)容主要圍繞錯(cuò)誤后反應(yīng)的界定及其研究范式展開。

2.1 錯(cuò)誤后反應(yīng)的界定

以往關(guān)于錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究也大多圍繞錯(cuò)誤后的一些調(diào)整和適應(yīng)行為展開?；诓煌脑蚝蜖顟B(tài)，個(gè)體在錯(cuò)誤發(fā)生后，會(huì)對(duì)其行為進(jìn)行不同水平的調(diào)整適應(yīng)，以避免錯(cuò)誤再次發(fā)生。錯(cuò)誤后行為調(diào)整是指錯(cuò)誤后抑制控制的調(diào)整，是通過抑制不恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)來促進(jìn)目標(biāo)導(dǎo)向的反應(yīng)產(chǎn)生（Dutilh et al.，2012）。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)三種錯(cuò)誤后調(diào)整和適應(yīng)行為，錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢（post-error slowing，PES）、錯(cuò)誤后正確率提高（post-error improvement of accuracy，PIA）、錯(cuò)誤后干擾效應(yīng)減少（post-error reduction of interference，PERI） 三 種（Rabbitt，1966；Hester et al.，2008；Ridderinkhof et al.，2002），其中錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢是最常見的錯(cuò)誤后調(diào)控行為。

錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢行為（PES）最早由Rabbitt 等（1966）發(fā)現(xiàn)，是指錯(cuò)誤后正確反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)明顯長(zhǎng)于正確后正確反應(yīng)的現(xiàn)象。由于以往關(guān)于錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究大多圍繞錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢（PES）展開，最為常用的是將PES 界定為正確試驗(yàn)后正確反應(yīng)時(shí)間和錯(cuò)誤試驗(yàn)后正確反應(yīng)時(shí)間之間的差值（Hajcak&Simons，2008）。錯(cuò)誤后干擾效應(yīng)的減少（PERI），是指在沖突任務(wù)中，被試在錯(cuò)誤后的正確反應(yīng)中的一致試次與不一致試次的差異減小（Ridderinkhof et al.，2002）；錯(cuò)誤后正確率的提高（PIA）則指的是在發(fā)生錯(cuò)誤后的正確率與正確后的正確率相比顯著提高的現(xiàn)象（Pereiro et al.，2018），但目前這兩者都存在爭(zhēng)議，PERI 和PIA 都反映了錯(cuò)誤后操作者表現(xiàn)出更好的自適應(yīng)認(rèn)知控制。錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢是錯(cuò)誤發(fā)生后采取的補(bǔ)救措施，有助于避免錯(cuò)誤動(dòng)作的再次發(fā)生，也是相關(guān)研究最多涉及的一種行為表現(xiàn)。但錯(cuò)誤后正確率提高及錯(cuò)誤后干擾減少是否穩(wěn)定存在目前仍存在爭(zhēng)議。

錯(cuò)誤發(fā)生后除了一些行為上的調(diào)整和適應(yīng)外，操作者還會(huì)有一些生理、心理及神經(jīng)上的表現(xiàn)。從以往的文獻(xiàn)檢索可知，與錯(cuò)誤前相比，在發(fā)生錯(cuò)誤后操作者的生理喚醒水平會(huì)提高，瞳孔反應(yīng)更大，注視刺激的時(shí)間更少（Decker et al.，2004）；錯(cuò)誤會(huì)影響操作者的注意力水平、工作記憶等心理成分（Coleman et al.，2017；Decker et al.，2016；Parmentier&Vasilev，2019）；錯(cuò)誤后N2 振幅、錯(cuò)誤正波、錯(cuò)誤相關(guān)負(fù)波的出現(xiàn)（Kirschner et al.，2020；Rodeback et al.，2020；Sandre et al.，2020）；錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢過程中右腦腹側(cè)前額葉皮層有激活，此區(qū)域位于額下回、腦蓋層、腦島前部等（Zhang et al.，2017）。

2.2 錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究范式

錯(cuò)誤后反應(yīng)與抑制控制功能直接相關(guān)（Mirela et al.，2020），抑制控制可分為反應(yīng)抑制和干擾抑制兩個(gè)子功能（楊玲等，2014；Aron et al.，2003）。錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究范式也相應(yīng)分為兩類：一類是基于反應(yīng)抑制的任務(wù)范式，該類范式主要涉及是否能成功抑制不符合當(dāng)前任務(wù)需要的一些優(yōu)勢(shì)反應(yīng)的能力（Zhao et al.，2018），如典型的Go/No Go 任務(wù)范式（見圖2），在該范式中，被試對(duì)一類刺激反應(yīng)（Go）；另一類刺激不反應(yīng)（No Go），如果操作者不能有效地抑制與任務(wù)相關(guān)但不符合當(dāng)前任務(wù)要求的No Go 反應(yīng)，錯(cuò)誤率就會(huì)增加。第二類是基于干擾抑制的任務(wù)范式，即對(duì)無關(guān)刺激干擾的抑制過程（Lubbe&Verleger，2002），操作者需要抑制一類行為（優(yōu)勢(shì)反應(yīng)或大概率出現(xiàn)的反應(yīng)）而對(duì)另一類行為（非優(yōu)勢(shì)或小概率反應(yīng)）進(jìn)行反應(yīng)，如Simon 任務(wù)范式（見圖3）、Oddball 范式和Flanker 范式等。

圖2 典型的go/nogo 錯(cuò)誤后反應(yīng)范式

圖3 Simon/Stop Signal 錯(cuò)誤后反應(yīng)范式

綜上所述，本研究將錯(cuò)誤后反應(yīng)界定為：錯(cuò)誤后反應(yīng)是發(fā)生在人因失誤后的操作人員一系列生理、心理以及行為上的表現(xiàn)和及時(shí)調(diào)整適應(yīng)。大部分研究主要圍繞錯(cuò)誤后比較穩(wěn)定的錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢展開，而對(duì)其他錯(cuò)誤后的行為表現(xiàn)較少涉及，如錯(cuò)誤后正確率及干擾的增加或減少目前尚無定論。此外，我們可以看到目前這些關(guān)于錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究基本是在實(shí)驗(yàn)室開展的，生態(tài)效度較低，與現(xiàn)實(shí)復(fù)雜系統(tǒng)的聯(lián)系較弱，難以在實(shí)際應(yīng)用中推廣。那么，到底是什么原因?qū)е洛e(cuò)誤后操作者有以上表現(xiàn)？錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響因素有哪些？我們又如何基于不同因素對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)和干預(yù)？下面我們將從錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響因素和作用機(jī)制、檢測(cè)干預(yù)等方面對(duì)該領(lǐng)域相關(guān)研究做系統(tǒng)梳理和分析。

3 錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響因素

錯(cuò)誤后反應(yīng)背后是一系列復(fù)雜的認(rèn)知過程，已有的研究表明：錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響因素有許多，主要涉及生理、心理和情境因素等多個(gè)方面。

3.1 影響錯(cuò)誤后反應(yīng)的生理因素

操作者異常操作行為導(dǎo)致錯(cuò)誤后會(huì)引發(fā)一系列生理變化。導(dǎo)致操作者異常操作的應(yīng)激、疲勞、分心、生物節(jié)律、激素水平等因素均是影響錯(cuò)誤后反應(yīng)的主要生理因素。如急性應(yīng)激會(huì)損傷行為監(jiān)控系統(tǒng)，導(dǎo)致個(gè)體的行為適應(yīng)性下降。胡娜等人（2020）的研究表明，應(yīng)激組個(gè)體在意識(shí)到錯(cuò)誤之后的試次上正確率顯著低于未意識(shí)到錯(cuò)誤之后的試次，說明急性應(yīng)激降低了個(gè)體對(duì)錯(cuò)誤反應(yīng)的監(jiān)控水平，即便在辨別出錯(cuò)誤反應(yīng)的情況下，個(gè)體的行為監(jiān)控與調(diào)節(jié)也更差。此外，疲勞、分心等因素會(huì)導(dǎo)致瞳孔擴(kuò)張，Decker（2020）的研究發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤引起的瞳孔反應(yīng)的大小正向預(yù)測(cè)PES 大小和后續(xù)反應(yīng)正確的可能性。Sellaro 等人（2015）的研究發(fā)現(xiàn)去甲腎上腺素系統(tǒng)對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢有重要作用。

3.2 影響錯(cuò)誤后反應(yīng)的心理因素

正如前文所述，錯(cuò)誤后除了引發(fā)一系列生理變化外，錯(cuò)誤后反應(yīng)還會(huì)引起一系列認(rèn)知調(diào)整，因此工作記憶、知覺決策和認(rèn)知控制等認(rèn)知因素都是影響錯(cuò)誤后反應(yīng)的關(guān)鍵因素（Berlemont&Nadal，2018；Damaso et al.，2020）。此外，操作者是否意識(shí)到錯(cuò)誤，即錯(cuò)誤意識(shí)本身就可以影響到錯(cuò)誤后反應(yīng)。Kirschner 等人（2020）采用一項(xiàng)新的數(shù)字判斷錯(cuò)誤意識(shí)任務(wù)發(fā)現(xiàn)，只有有意識(shí)的錯(cuò)誤才會(huì)減慢反應(yīng)時(shí)間，但這種減慢并沒有伴隨著錯(cuò)誤后準(zhǔn)確性的提高。此外，操作者自身的因素也會(huì)對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)有顯著影響，比如年齡、性別、壓力和焦慮（Ide et al.，2018；Liesbet et al.，2016；Pereiro et al.，2018；Wang et al.，2015），錯(cuò)誤發(fā)生后也會(huì)有一些情緒表現(xiàn)。一項(xiàng)EEG 研究表明，事件相關(guān)負(fù)波（ERN）反映了參與檢測(cè)或處理反應(yīng)沖突的情緒的內(nèi)側(cè)額葉活動(dòng)（Gehring，2010）。

3.3 影響錯(cuò)誤后反應(yīng)的情境因素

錯(cuò)誤后反應(yīng)的情境因素主要有物理環(huán)境、社會(huì)情境等因素，此類因素既能夠通過影響工作環(huán)境，例如照明、噪音等，來影響個(gè)體的生理狀態(tài)，也能夠直接通過其組織與文化影響個(gè)體的生理狀態(tài)。此外，一些任務(wù)情境因素，刺激反應(yīng)間隔、音樂情境等也會(huì)對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)產(chǎn)生影響（Botvinick，2001；Buzzell，2017；Jentzsch & Dudschig，2009；Mansouri et al.，2016）；一些特殊的社會(huì)情境因素等也會(huì)對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)產(chǎn)生影響。在一項(xiàng)研究中，Castellar（2011）探討了社會(huì)情境因素在多大程度上可以調(diào)節(jié)錯(cuò)誤后行為表現(xiàn)。被試執(zhí)行一項(xiàng)flanker 任務(wù)，并在合作/競(jìng)爭(zhēng)的情況下與計(jì)算機(jī)程序或人類伙伴交替進(jìn)行。結(jié)果表明，錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢受到社會(huì)情境（合作與競(jìng)爭(zhēng)）的調(diào)節(jié)，而錯(cuò)誤后正確率提高則對(duì)參與互動(dòng)的主體（人類與計(jì)算機(jī)）的性質(zhì)敏感。

上述研究表明，錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響因素主要集中在生理、心理和情境因素等多個(gè)方面，但仍缺乏對(duì)人因失誤或錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響因素集的系統(tǒng)梳理和總結(jié)，特別是針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中具體任務(wù)場(chǎng)景關(guān)鍵影響因素集的系統(tǒng)梳理；而且大部分研究主要圍繞錯(cuò)誤后比較穩(wěn)定的錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢影響因素展開，而對(duì)其他錯(cuò)誤后反應(yīng)影響因素的研究較少涉及。

4 錯(cuò)誤后反應(yīng)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制

以往研究揭示了不同因素對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響，但錯(cuò)誤后反應(yīng)的作用機(jī)制仍不清楚，為了降低錯(cuò)誤，在做任何事前，我們有必要知道錯(cuò)誤是“如何”發(fā)生以及“為什么”發(fā)生，然后試圖去避免。隨著對(duì)于錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究不斷深入，研究者們嘗試從行為及神經(jīng)生理層面對(duì)其形成機(jī)制進(jìn)行揭示。

4.1 行為機(jī)制

在行為機(jī)制上，研究一致表明錯(cuò)誤后反應(yīng)有顯著減慢，而錯(cuò)誤后的適應(yīng)性調(diào)整與執(zhí)行控制直接相關(guān)（Mirela et al.，2020）。雖然錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究眾多，但主流的理論可大致進(jìn)行分類。Wessel（2018）根據(jù)錯(cuò)誤后準(zhǔn)確性的變化，將理論分為適應(yīng)性理論（adaptive theory）和適應(yīng)不良理論（maladaptive theory）。適應(yīng)理論和認(rèn)知控制相關(guān)，該理論認(rèn)為錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致一系列生理/心理過程，個(gè)體為提高后續(xù)任務(wù)績(jī)效，會(huì)作出認(rèn)知改變，改善任務(wù)表現(xiàn)，即提高正確率。適應(yīng)不良理論則認(rèn)為錯(cuò)誤是消耗注意資源的事件，會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前任務(wù)的注意力轉(zhuǎn)移，從而影響后續(xù)任務(wù)的績(jī)效，降低正確率（Notebaert et al.，2009）。

Wessel（2018）提出了一個(gè)統(tǒng)一的框架試圖整合當(dāng)前兩種類型的理論，錯(cuò)誤后反應(yīng)是旨在改善行為的內(nèi)在適應(yīng)性的過程。該框架認(rèn)為錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致一系列快速、自動(dòng)的反應(yīng)加工過程，包括對(duì)認(rèn)知加工及注意朝向的瞬時(shí)抑制。不同于適應(yīng)不良理論，此過程促進(jìn)了注意力轉(zhuǎn)移，有利于啟動(dòng)后續(xù)緩慢的、受控制的自適應(yīng)錯(cuò)誤后反應(yīng)過程，提高任務(wù)準(zhǔn)確性，同時(shí)此框架還包括神經(jīng)機(jī)制模型，試圖說明抑制和定向在大腦中是如何實(shí)現(xiàn)的。然而此模型只是基于之前的結(jié)果作出的有限解釋，尚未得到有力的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持。錯(cuò)誤后反應(yīng)依舊沒有有力的統(tǒng)一理論。

4.2 神經(jīng)生理機(jī)制

神經(jīng)生理機(jī)制方面，目前，眾多研究一致認(rèn)為，ERN 和Pe 是兩個(gè)獨(dú)立錯(cuò)誤監(jiān)控過程的活動(dòng)，ERN 反映了早期的錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)活動(dòng)，而Pe 反映了與有意識(shí)的錯(cuò)誤識(shí)別和補(bǔ)救措施有關(guān)（Carp & Compton，2010；Shalgi et al.，2009）。有研究者認(rèn)為，ERN 振幅的大小與PES 的大小存在正相關(guān)（Maurer et al.，2016）。但是，也有證據(jù)表明，ERN 的振幅與PES 之間沒有任何關(guān)系（Gehring & Fencsik，2002）。內(nèi)側(cè)前額葉皮層，特別是前扣帶皮層（ACC）是執(zhí)行控制的重要結(jié)構(gòu)（Kerns et al.，2004；Mathalon et al.，2003），背外側(cè)前額葉皮層（DLPFC）與執(zhí)行控制也密切相關(guān)（Iannaccone et al.，2015），但它與錯(cuò)誤后反應(yīng)的關(guān)系尚需進(jìn)一步澄清。King 等人（2010）利用fMRI 技術(shù)在基于面孔表情的Simon 任務(wù)中發(fā)現(xiàn)，左上額溝、左上丘以及梭形面部區(qū)域的激活受到PERI 效應(yīng)的調(diào)節(jié)，表明與任務(wù)相關(guān)的視覺大腦區(qū)域與錯(cuò)誤后干擾減小有關(guān)，可見PES 和PERI 可能受不同神經(jīng)機(jī)制的影響。

綜上所述，目前關(guān)于錯(cuò)誤后反應(yīng)的行為及神經(jīng)機(jī)制主要圍繞錯(cuò)誤后的適應(yīng)性調(diào)整如錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢的原因展開，從行為層面該適應(yīng)性調(diào)整主要與認(rèn)知控制和注意資源的消耗有關(guān)；神經(jīng)生理層面則旨在對(duì)上述認(rèn)知行為機(jī)制提供了進(jìn)一步的時(shí)間進(jìn)程和空間定位的解釋，但是對(duì)其他錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究（如錯(cuò)誤后正確率的變化、錯(cuò)誤后干擾是否減少）的認(rèn)知與神經(jīng)機(jī)制則較少涉及。

5 錯(cuò)誤后反應(yīng)的檢測(cè)和干預(yù)

目前對(duì)于錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究，最終還是要落到如何預(yù)警錯(cuò)誤的發(fā)生，以及錯(cuò)誤發(fā)生后如何及時(shí)糾錯(cuò)和干預(yù)。通過改善人機(jī)交互設(shè)計(jì)、人員選拔和訓(xùn)練、完善規(guī)則制度等，都可以提高人因可靠性（陳善廣等，2021）。在這里，我們主要從人員訓(xùn)練的角度，如通過認(rèn)知和行為訓(xùn)練以及非侵入性腦刺激進(jìn)行神經(jīng)工效增強(qiáng)干預(yù)，第二是從人機(jī)交互設(shè)計(jì)的角度通過任務(wù)設(shè)置、界面設(shè)計(jì)增強(qiáng)等增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)來對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)展開研究。

5.1 行為訓(xùn)練

個(gè)體認(rèn)知和錯(cuò)誤后反應(yīng)息息相關(guān)，糾正和干預(yù)錯(cuò)誤后反應(yīng)也可從認(rèn)知和行為訓(xùn)練入手，如工作記憶訓(xùn)練和注意力訓(xùn)練。工作記憶訓(xùn)練常來通過提高人的認(rèn)知表現(xiàn)進(jìn)而提高工作績(jī)效。如Coleman 等人（2017）發(fā)現(xiàn)，高工作記憶容量組ERN 比低工作記憶容量組大；速度-準(zhǔn)確性權(quán)衡能更好地調(diào)節(jié)高工作記憶容量組的Pe。Li Qing 等（2020）研究發(fā)現(xiàn)，在n-back 任務(wù)中，工作記憶訓(xùn)練成功地提高了績(jī)效，訓(xùn)練組PES明顯降低，PIA 沒有顯著變化。但該訓(xùn)練效應(yīng)能否遷移到復(fù)雜任務(wù)場(chǎng)景中還需要進(jìn)一步的研究。

錯(cuò)誤毫無疑問與人類的注意和意識(shí)有關(guān)，以往研究也表明僅在意識(shí)到錯(cuò)誤后才觀察到PES（Hewig et al.，2011），而且與注意有關(guān)的前額葉也與錯(cuò)誤后反應(yīng)顯著相關(guān)。注意網(wǎng)絡(luò)的警覺功能對(duì)錯(cuò)誤后調(diào)整有顯著影響，但是警覺水平的高低只對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢產(chǎn)生影響，而并不影響錯(cuò)誤后正確率提高（劉長(zhǎng)平，2016）。目前，注意力訓(xùn)練已經(jīng)廣泛應(yīng)用于ADHD、運(yùn)動(dòng)員培訓(xùn)等多種日常場(chǎng)景中，但目前還未有使用注意力訓(xùn)練來改善錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究，本研究認(rèn)為，這不失為一個(gè)可以嘗試的方法。

5.2 神經(jīng)工效的增強(qiáng)

隨著經(jīng)顱磁刺激（TMS）和經(jīng)顱電刺激（tDCS）等非侵入性腦刺激技術(shù)快速發(fā)展，研究者主要通過電脈沖或磁脈沖來影響大腦功能進(jìn)而誘導(dǎo)行為績(jī)效的增強(qiáng)。Mckinley等人（2012）發(fā)現(xiàn)，可以通過tDCS 技術(shù)對(duì)右側(cè)背外側(cè)前額葉皮層干預(yù)個(gè)體的PES 表現(xiàn)說明tDCS 可以提高神經(jīng)功效，并且可進(jìn)一步用于對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)的干預(yù)增強(qiáng)。此外，Oyetunde 等人（2018）的一項(xiàng)TMS 研究考察PES 是否由運(yùn)動(dòng)區(qū)和皮質(zhì)脊髓束（CST）興奮性的變化驅(qū)動(dòng)。Maeda 等人（2000）的研究發(fā)現(xiàn)，在錯(cuò)誤反應(yīng)后，活躍運(yùn)動(dòng)皮層的興奮性降低，這種對(duì)CST 活性的調(diào)節(jié)有助于預(yù)防錯(cuò)誤反應(yīng)發(fā)生，表明TMS 技術(shù)在探索錯(cuò)誤后反應(yīng)相關(guān)腦區(qū)方面的強(qiáng)大作用。Liang 等人（2018）經(jīng)過對(duì)藥物成癮群體的左背外側(cè)前額葉進(jìn)行高頻TMS 刺激后，成癮者的PES 與健康被試相似，此方法似乎是改善行為的有效方法。Kranou-Economidou 和Kambanaros（2020）將工作記憶訓(xùn)練與TMS 干預(yù)技術(shù)結(jié)合，對(duì)一名由于中風(fēng)引起的慢性失語癥患者進(jìn)行干預(yù)后發(fā)現(xiàn)他的非言語智力測(cè)驗(yàn)成績(jī)得到改善，說明工作記憶訓(xùn)練與TMS 的結(jié)合是一種可行的方法。最后，Pabst 等人（2021）對(duì)于TMS 的特定序列（運(yùn)動(dòng)皮層產(chǎn)生增強(qiáng)效果，iTBS）對(duì)認(rèn)知增強(qiáng)的影響的元分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，iTBS 序列對(duì)成年個(gè)體的認(rèn)知增強(qiáng)確實(shí)有一些積極的影響。

由此本研究推測(cè)，tDCS 和TMS 也可以用于復(fù)雜系統(tǒng)中錯(cuò)誤后反應(yīng)的增強(qiáng)與改善，通過對(duì)與抑制控制相關(guān)腦區(qū)如DLPFC或ACC 的高頻TMS 刺激后，其錯(cuò)誤監(jiān)控和錯(cuò)誤調(diào)整能力是否可得到增強(qiáng)從而避免一些重大事故的發(fā)生，當(dāng)然此推斷需要進(jìn)一步的實(shí)證研究。

5.3 界面設(shè)計(jì)增強(qiáng)

在以上行為訓(xùn)練和神經(jīng)工效增強(qiáng)之外，本研究認(rèn)為從機(jī)的角度優(yōu)化界面設(shè)計(jì)以及一些增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)方法也可以對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)的優(yōu)化與增強(qiáng)帶來一些幫助。

Buzzell（2017）的研究表明，刺激時(shí)間間隔（RSI）與錯(cuò)誤后反應(yīng)有關(guān)。曹文秀（2016）的研究發(fā)現(xiàn)，短RSI 時(shí)對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)減慢起主要作用的是注意朝向，長(zhǎng)RSI時(shí)起主要作用的是認(rèn)知控制。這些結(jié)果表明我們可以通過針對(duì)任務(wù)的相關(guān)屬性進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)整，以降低任務(wù)因素導(dǎo)致的績(jī)效降低。

此外，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augment Reality，簡(jiǎn)稱AR）技術(shù)可以幫助我們更好地改進(jìn)交互界面。AR 是一種通過把虛擬數(shù)字信息疊加在真實(shí)圖景之上，來增加用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的感知和認(rèn)識(shí)的前沿技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)描繪虛擬圖像，使其成為用戶周圍環(huán)境的一部分，增強(qiáng)用戶感知。在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究者也可以使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）來代替AR 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，借助AR 或VR 技術(shù)對(duì)人機(jī)交互界面進(jìn)行改進(jìn)，從而提高錯(cuò)誤后反應(yīng)的績(jī)效表現(xiàn)。

綜上，我們考慮這個(gè)問題還是要從人機(jī)交互的不同方面出發(fā)，增強(qiáng)對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)的監(jiān)測(cè)和改善。除了以上幾種或從人或從機(jī)的角度進(jìn)行干預(yù)的方法外，也可以考慮將多種干預(yù)方法結(jié)合起來，從而提高系統(tǒng)功效。

6 復(fù)雜系統(tǒng)中錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響和干預(yù)

本文就人機(jī)系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的錯(cuò)誤后操作者反應(yīng)問題的影響與干預(yù)進(jìn)行系統(tǒng)梳理和探討，初步揭示了錯(cuò)誤后反應(yīng)的特征、影響因素、作用機(jī)制，以及從人與機(jī)兩方面對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)干預(yù)的手段。但上述影響和干預(yù)的結(jié)果如何推廣到復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)中，仍有以下幾個(gè)方面問題需進(jìn)一步澄清：

首先，就錯(cuò)誤后反應(yīng)的特征而言，本文所引用的研究多為基礎(chǔ)心理學(xué)和應(yīng)用心理學(xué)領(lǐng)域的研究，而這些研究多關(guān)注實(shí)驗(yàn)室人為控制條件下的人的操作錯(cuò)誤和認(rèn)知錯(cuò)誤，而對(duì)在實(shí)際的復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)中錯(cuò)誤發(fā)生和影響干預(yù)的應(yīng)用研究關(guān)注較少。本研究關(guān)注的錯(cuò)誤后反應(yīng)，針對(duì)的就是錯(cuò)誤產(chǎn)生后操作者的生理、心理和行為表現(xiàn)以及及時(shí)地糾錯(cuò)與調(diào)整，揭示其特征表現(xiàn)及影響機(jī)制，以達(dá)到對(duì)錯(cuò)誤預(yù)警和檢測(cè)干預(yù)的目的。也就是說本文的最終目的，是想借助心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室研究中對(duì)錯(cuò)誤后反應(yīng)的特征表現(xiàn)和機(jī)理的揭示，服務(wù)于具體的復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)中錯(cuò)誤的檢測(cè)和干預(yù)上；實(shí)驗(yàn)室錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究方法和設(shè)計(jì)與人因工程的研究方法進(jìn)行融合，遷移到人機(jī)系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)上，為復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)中人機(jī)工效的提高，以避免一些安全事故的發(fā)生作出貢獻(xiàn)。

其次，就錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響因素而言，復(fù)雜系統(tǒng)的重要性和龐雜性無法科學(xué)控制變量以研究；復(fù)雜系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域的差異性，難以找到核心同質(zhì)性，從而歸納出跨領(lǐng)域的復(fù)雜同一的普世規(guī)律和理論。鑒于以上現(xiàn)在復(fù)雜系統(tǒng)人因?qū)W的局限性，以及錯(cuò)誤后反應(yīng)是不同因素耦合作用的結(jié)果這一前提，我們需要進(jìn)行多學(xué)科研究方法的融合設(shè)計(jì)：這些因素包括生理、心理、行為等。同時(shí)采用不同學(xué)科的方法交叉融合，從不同側(cè)面對(duì)同一影響因素進(jìn)行研究，例如：采用神經(jīng)生理的p300 指標(biāo)、行為績(jī)效指標(biāo)對(duì)注意狀態(tài)進(jìn)行研究。我們還需要采用多因素變量動(dòng)態(tài)累積效應(yīng)設(shè)計(jì)：復(fù)雜耦合系統(tǒng)的復(fù)雜性不僅表現(xiàn)在多變量耦合作用，也表現(xiàn)在系統(tǒng)隨時(shí)間變化的情況下，多變量的動(dòng)態(tài)變化。因此，我們?cè)O(shè)想，對(duì)影響錯(cuò)誤后反應(yīng)的各種變量研究中，對(duì)關(guān)鍵變量的實(shí)時(shí)檢測(cè)，注重變量隨時(shí)間變化的累積效應(yīng)的研究，特別是對(duì)操作人員實(shí)時(shí)的生理、心理狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和測(cè)量。

再次，就錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響機(jī)制而言，目前關(guān)于錯(cuò)誤后反應(yīng)的研究主要在實(shí)驗(yàn)室圍繞其行為表現(xiàn)和作用機(jī)制展開，而在現(xiàn)實(shí)的如載人航天、核電等復(fù)雜系統(tǒng)中是否存在錯(cuò)誤后反應(yīng)效應(yīng)，復(fù)雜系統(tǒng)中錯(cuò)誤后反應(yīng)的機(jī)理研究還鮮有報(bào)道，錯(cuò)誤后反應(yīng)的行為機(jī)制及神經(jīng)生理機(jī)制仍模糊不清；神經(jīng)生理層面目前關(guān)于ERN 與PES 的關(guān)聯(lián)程度以及是否參與錯(cuò)誤意識(shí)的加工結(jié)論并不一致，導(dǎo)致ERN 的潛在機(jī)制仍然存在爭(zhēng)議；此外，涉及錯(cuò)誤后反應(yīng)的前扣帶回和背外側(cè)前額葉皮層與PES 的關(guān)系尚需進(jìn)一步澄清，同時(shí)目前技術(shù)上的一些短板以及個(gè)體差異等原因，相關(guān)腦區(qū)的定位可能會(huì)存在一些偏差，從而影響規(guī)律的揭示和發(fā)現(xiàn)；此外，目前還沒有一個(gè)可以運(yùn)用于復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)工效提高中的關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)錯(cuò)誤后反應(yīng)的理論模型。錯(cuò)誤后反應(yīng)是發(fā)生在人因失誤后的操作人員一系列生理、心理特點(diǎn)以及行為上的及時(shí)調(diào)整和適應(yīng)，而對(duì)其的影響有人的生理、心理以及社會(huì)等直接變量，還有任務(wù)設(shè)置、任務(wù)難度等任務(wù)變量以及任務(wù)的物理和社會(huì)情景因素等間接的誘發(fā)變量，當(dāng)然對(duì)其的影響和干預(yù)也應(yīng)以上三個(gè)方面展開。

最后，就復(fù)雜系統(tǒng)中錯(cuò)誤后反應(yīng)的檢測(cè)干預(yù)而言，我們對(duì)一個(gè)現(xiàn)象的研究，最后都要落腳在對(duì)如何對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)和干預(yù)的研究上。但目前比較遺憾的是，對(duì)于錯(cuò)誤后反應(yīng)檢測(cè)和干預(yù)的研究相對(duì)較少，這也與人因失誤難以度量，因而缺乏量化的人因安全監(jiān)測(cè)、預(yù)防和干預(yù)的技術(shù)手段。因此，對(duì)異常操作行為和錯(cuò)誤后反應(yīng)的檢測(cè)可以形成一個(gè)多階段的檢測(cè)框架，以更有效地對(duì)人因安全進(jìn)行預(yù)防和干預(yù)。此外，其他領(lǐng)域已經(jīng)被證明有效的干預(yù)方法，如工作記憶訓(xùn)練和非侵入性腦刺激，可以遷移到錯(cuò)誤后反應(yīng)干預(yù)研究上來，但由于高級(jí)認(rèn)知功能較為復(fù)雜，出于安全等因素目前的非侵入性腦刺激對(duì)于認(rèn)知的干預(yù)仍處于初步階段，是否還有更加適合錯(cuò)誤后反應(yīng)干預(yù)的方法也需要進(jìn)一步的研究。研究結(jié)果如何為解決航空、航天、航海、核電等國(guó)家重大經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的人因安全隱患提供科學(xué)的理論和應(yīng)用支持更需進(jìn)一步深入探討和落地。

總的來說，人因安全問題的解決，需要突破以往人因?qū)W的研究范式，引入新的研究思路，需要來自工程心理學(xué)、人因?qū)W、人機(jī)交互、智能系統(tǒng)、建模與仿真等領(lǐng)域?qū)＜业膮f(xié)同創(chuàng)新。錯(cuò)誤后反應(yīng)是復(fù)雜人機(jī)系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的問題，如何進(jìn)一步闡明錯(cuò)誤后反應(yīng)的影響因素和機(jī)制需要更多、生態(tài)效度更高的研究。隨著載人航天、軍工系統(tǒng)對(duì)于人因這一因素的重視，這一部分研究領(lǐng)域的不足也逐漸顯露出來，急需新的研究對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充。這就對(duì)未來的研究提出了更多的挑戰(zhàn)。我們?nèi)绾尾捎酶线m的實(shí)驗(yàn)范式，如何突破現(xiàn)有的研究模式，為更深地理解錯(cuò)誤后反應(yīng)提供理論依據(jù)和實(shí)證證據(jù)？以及如何采用合適的方式來改善錯(cuò)誤后反應(yīng)，并將其應(yīng)用到載人航天、人機(jī)交互、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域當(dāng)中，未來的研究需要更多地考慮這一問題。